共源共栅放大器的分析

共源共栅放大器的分析

本学期学习了《集成电路设计方法》这一门课程，感谢谢老师一直悉心地教导，让我们收获良多。通过这门课程，我们对集成电路工艺、mos器件有了一点了解，知道怎样使用EDA软件，以及掌握了一些基本的集成电路的分析与设计方法。其中，共源共栅放大器那一节课令我印象深刻，下面我就以这一小节为例，来谈谈我听课后的感受和收获。

共源共栅级的级联叫做共源共栅结构，如图1所示，它显示了共源共栅电路的基本结构：M1产生与输入电压V in成正比的小信号漏电流，将输入电压信号转变为电流信号；M2仅仅使电流流经R D，将源极的电流信号传输到输出。

图1 共源共栅结构

课上老师给我们分析了共源共栅放大器的大信号特性（传输特性、输出电压范围）、小信号特性（增益、输出阻抗）、作用、高频特性与噪声特性。下面我详细说说我的理解。

大信号特性：当V i

n≤V t1时，M1、M2截止；当V i n≥V t1时，M1、M2都饱和；而V in足够大时，M1进入线性区，M2也进入线性区。如图二所示。

图2 共源共栅级的输入—输出特性

分析偏置条件：为了保证M1工作于饱和区，必须满足V

x ≥V

in

-V

t1

.假如M1和M2

都处于饱和区，则V

X 主要由V

b

决定：V x=V b-V GS2。因此V b≥V in+V GS2-V t1 ,如图3

所示。为了保证M2饱和，必须满足V

out ≥V

b

-V

T2

,如果V

b

的取值是M1处于饱和区

边缘，则V

out ≥V

in

-V

t1

+V

GS2

-V

t2

。从而保证M1和M2工作在饱和区的最小输出电平

等于M1和M2的过驱动电压之和。

图3 共源共栅电路的偏置电压